Question

【題目】如圖所示為驗證動量守恒的實驗裝置示意圖．

（1）若入射小球質量為m1，半徑為r1；被碰小球質量為m2，半徑為r2。則要完成該實驗須滿足 （_______）

A．m1＞m2，r1＞r2 B．m1＞m2，r1＜r2

C．m1＞m2，r1= r2 D．m1＜m2，r1 = r2

（2）0為斜槽末端垂足，P為碰前入射小球落點的平均位置，M、N兩點為碰后兩球平均落點位置，則在誤差允許的范圍內，關系式m1 OP=_________________（用m1、m2及圖中字母表示）成立，即表示碰撞中動量守恒．

Answer 1

【答案】C m1OM + m2ON

【解析】

（1）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質量大于被碰小球的質量；為了使兩球發生正碰，兩小球的半徑相同．
（2）根據動量守恒定律求出需要驗證的表達式．

（1）為保證兩球發生對心正碰，兩球的半徑應相等，為防止碰撞后入射球反彈，入射球的質量應大于被碰球的質量，故選C；
（2）小球離開軌道后做平拋運動，小球拋出點的高度相等，則它們在空中的運動時間t相等，驗證碰撞中的動量守恒，需要驗證：m1v1=m1v1′+m2v2，

則：m1v1t=m1v1′t+m2v2t，m1x1=m1x1′+m2x2，

因此需要驗證：m1OP=m1OM+m2ON．